Source: The Conversation – in French – By Claudio Lazzari, Professeur des Universités, Département de biologie animale et de génétique, Université de Tours
Cet article a été coécrit avec Maria Soledad Leonardi (IBIOMAR – CONICET – Puerto Madryn, Argentine).
Les insectes sont reconnus comme étant les organismes vivants ayant le plus grand succès écologique et évolutif. Des millions d’espèces peuplent notre planète, occupant tout type d’habitats, de la forêt tropicale au continent antarctique, en passant par les déserts et nos agglomérations urbaines. Seuls animaux invertébrés capables de voler, ils évoluent dans les airs en dévorant les aliments les plus divers, comme nos cultures agricoles, nos déchets, d’autres insectes ou bien notre sang.
Cette réussite spectaculaire est néanmoins uniquement visible sur la terre ferme. Dans l’environnement marin les choses sont bien différentes et leur présence est très rare. Les spécialistes s’interrogent depuis toujours sur les raisons pour lesquelles les insectes sont virtuellement absents des océans, qui représentent environ 99 % de la biosphère (« zones de vie ») de notre planète. Diverses hypothèses ont été avancées mais, pour l’instant, aucune réponse claire et définitive n’a été trouvée. L’une des idées les plus répandues est que les caractéristiques biologiques qui leur ont permis d’avoir autant de succès sur la terre ferme, comme leur squelette résistant et léger ou leur système respiratoire simple, seraient incompatibles avec la vie au large.
Néanmoins, comme toute généralisation, celle-ci comporte quelques exceptions remarquables : cinq espèces du genre Halobates (« patineurs d’eau ») qui évoluent sur la surface de l’océan à des milliers de kilomètres des côtes et treize espèces de poux qui parasitent des mammifères amphibies, comme les loutres, les phoques et les éléphants de mer, dont la vie se passe en alternant l’environnement terrestre et le milieu aquatique. Il faut souligner que ces deux groupes d’insectes ont peu en commun entre eux, hormis leur capacité à évoluer dans les océans.
Les halobates, surfeurs des océans
Les patineurs d’eau surfent sur la mer, grâce à un corps très hydrophobe qui les rend insubmersibles. Ainsi, ils se nourrissent, se développent et se reproduisent très loin du littoral le plus proche, sans jamais rentrer dans l’eau. Pour eux, glisser sur l’eau est équivalent à marcher sur la terre ferme pour d’autres insectes. On dit bien « marcher », parce qu’ils ne possèdent pas d’ailes qui seraient peu utiles dans un environnement turbulent et venteux.
Il est difficile d’imaginer qu’on puisse étudier leur biologie en détail. Les expéditions océanographiques sont très coûteuses et il est compliqué de trouver des insectes minuscules (5 mm ou moins) dans l’immensité marine. Le fait qu’ils meurent vite en captivité ne facilite pas non plus leur étude. Malgré ces contraintes, Lanna Cheng, chercheuse émérite à l’institut d’océanographie Scripps de l’université de Californie à San Diego (États-Unis), a réussi à décrypter des aspects fondamentaux de leur mode de vie. Elle est parvenue à la conclusion que le corps très hydrophobe et la petite taille des halobates jouent probablement un rôle clé dans leur conquête du large.
Le fait de rester tout le temps sur la surface de l’eau implique une exposition permanente à la lumière UV, qui, comme chez nous, peut avoir un effet délétère sur les insectes. Sans aucune zone d’ombre où se protéger, il est probable que ces petits insectes surfeurs aient développé par ailleurs leur propre « protecteur solaire » dans la peau (cuticule).
Les poux aquatiques, un modèle d’adaptation
Les mammifères ont évolué comme des animaux terrestres, mais certains groupes parmi eux sont retournés au milieu marin, occupé par leurs ancêtres bien avant. Les baleines, les dauphins, les orques et les lamantins ont pris ce chemin du retour à la mer de manière permanente.
D’autres, comme les phoques, les loutres, les lions et éléphants de mer ainsi que les morses, ont adopté une double vie, alternant entre la terre et l’eau. Certains d’entre eux, comme les éléphants de mer, passent la plupart de l’année dans l’océan, à des milliers de kilomètres de la côte, et ne reviennent sur terre que pour se reproduire.
Avant eux, leurs ancêtres carnivores, complètement terrestres, partageaient déjà leur vie avec des petits locataires insectes qui s’accrochaient à leur peau et à leur fourrure et vivaient en s’alimentant de leur sang : les poux. Cette association entre carnivores et poux suceurs de sang n’a pas disparu lorsque les hôtes se sont rapprochés graduellement de la mer. Bien au contraire, au cours d’un processus qui a duré plus de quarante millions d’années, les poux ont eux aussi évolué en parallèle, s’adaptant à la vie aquatique.
Étant donné le lien étroit entre les poux et leurs hôtes vertébrés, au fur et à mesure que les carnivores évoluaient pour donner des espèces différentes (loutres, phoques, morses, éléphants de mer, etc.), les poux ont également divergé, donnant aussi plusieurs espèces, chacune étroitement associée à un groupe spécifique d’hôtes.
Étant donné que les poux sont des ectoparasites obligatoires pendant toute leur vie, ils doivent rester constamment accrochés à la peau de leurs hôtes ; seuls les petits les quittent temporairement à leur naissance, pour monter sur un autre hôte sur lequel ils passeront le reste de leur vie. Cette dépendance à l’hôte les oblige à les accompagner lorsque ceux-ci vont en mer. C’est ainsi que certaines espèces, comme les poux des lions de mer ou des éléphants de mer, doivent passer la plupart de l’année dans l’océan et subir des immersions régulières à de grandes profondeurs.
Les conditions de basse température, de haute salinité, de peu d’oxygène disponible et surtout, de pressions hydrostatiques parfois phénoménales constituent un environnement extrême pour la plupart des organismes. Or, les poux s’en sortent très bien et rentreront avec leurs hôtes pour la brève période de reproduction des deux partenaires sur terre ferme.
Une équipe d’Argentine basée en Patagonie (IBIOMAR-CONICET) en collaboration avec l’Institut de Recherche de Biologie de l’Insecte (CNRS-Université de Tours) se consacre depuis plusieurs années à décrypter comment les poux de mammifères amphibies arrivent à supporter les conditions extrêmes auxquelles ils sont exposés pendant les longs séjours en haute mer de leurs hôtes. Comme pour les patineurs d’eau, les avancées sont lentes, en raison des difficultés associées à l’étude de ces poux. Il n’est pas possible de les maintenir en captivité au-delà de quelques jours. Il faut les collecter pendant des périodes limitées de l’année, sur des sites spécifiques protégés, en les prélevant un à un avec une pincette sur le corps des animaux, qui peuvent dépasser les trois tonnes et qui sont en période de reproduction.
Malgré ces fortes contraintes, nous avons pu apprendre que pour survivre, les poux des otaries possèdent des capacités surprenantes. Lorsque l’hôte rentre à l’eau, les poux réduisent leur métabolisme au minimum pour réduire leur dépendance à l’oxygène, qu’ils peuvent obtenir de l’eau, malgré le fait que ce gaz est moins disponible dans l’eau que dans l’air. Par ailleurs, ils se sont révélés parfaitement capables de tolérer des changements rapides de pression hydrostatique, lorsque les hôtes, des nageurs très rapides, descendent à des profondeurs qui dépassent les 2 500 mètres, où la pression est équivalente à plus de 250 atmosphères, et remontent à la surface lorsque la pression atteint 1 atmosphère.
Il est remarquable de constater que les halobates et les poux ne se différencient guère de n’importe quel autre insecte. Ce constat nous oblige à repenser les raisons pour lesquelles les insectes ne sont pas plus nombreux dans le milieu marin ; si les patineurs et les poux ont pu conquérir les océans, pourquoi pas d’autres ?
Cet article est publié dans le cadre de la Fête de la science (qui a lieu du 4 au 14 octobre 2024), et dont The Conversation France est partenaire. Cette nouvelle édition porte sur la thématique « océan de savoirs ». Retrouvez tous les événements de votre région sur le site Fetedelascience.fr.
Pour les recherches sur les poux, Claudio Lazzari a reçu des financements provenant CNRS et du ministère de la Recherche de l’Argentine.
– ref. Tout sur les deux seuls insectes de l’océan : les poux aquatiques et les « patineurs d’eau » – https://theconversation.com/tout-sur-les-deux-seuls-insectes-de-locean-les-poux-aquatiques-et-les-patineurs-deau-240749